DE102022101006A1

DE102022101006A1 - Elektrisch sensitives Bedienelement

Info

Publication number: DE102022101006A1
Application number: DE102022101006.6A
Authority: DE
Inventors: Gerd Reime; Felix Alexander Heinzler; Wjatscheslaw Welitschko
Original assignee: Bia Kunststoff und Galvanotechnik & Co KG GmbH; Bia Kunststoff- und Galvanotechnik & Co KG GmbH
Current assignee: Bia Kunststoff und Galvanotechnik & Co KG GmbH; Bia Kunststoff- und Galvanotechnik & Co KG GmbH
Priority date: 2022-01-17
Filing date: 2022-01-17
Publication date: 2023-07-20
Also published as: WO2023135317A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren mit einem Sensor, der Signale zu deren Auswertung an ein Messsystem weiterleitet, zur Erkennung der Bedienintention eines Bedieners und zur Verhinderung von Bedienungsfehlfunktionen an mindestens einem Bedienelement (100) mit einem Grundkörper aus Metall und/oder einem galvanisierbaren Kunststoff, der mit einer metallischen Beschichtung versehen ist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Sensor, der basierend auf dem erfindungsgemäßen Verfahren funktioniert, und ein Bedienelement für den Sensor.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Anspruch 1 mit einem Sensor, der Signale zu deren Auswertung an ein Messsystem weiterleitet, zur Erkennung der Bedienintention eines Bedieners an mindestens einem Bedienelement mit einem dem Bediener zugewandten Grundkörper aus Metall und/oder aus einem galvanisierbaren Kunststoff, der mit einer metallischen Beschichtung versehen ist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Sensor gemäß Anspruch 8, der basierend auf dem erfindungsgemäßen Verfahren funktioniert, und ein Bedienelement für den Sensor gemäß Anspruch 13.
Wenn im Rahmen dieser Anmeldung von einer „metallischen Beschichtung“ die Rede ist, so handelt es sich dabei um eine metallische Beschichtung an sich oder um eine durch galvanische Abscheidung von Metall auf einem Grundkörper aufgebrachte metallische Beschichtung.
Wenn im Rahmen dieser Anmeldung von „galvanisierbarem Kunststoff“ die Rede ist, so handelt es sich dabei um einen Kunststoff, der dazu geeignet ist, mit einer durch galvanische Abscheidung erzeugten metallischen Schicht an wenigstens einer Stelle zur Erzeugung einer metallischen Oberfläche beschichtet zu werden, also damit beschichtbar ist.
Stand der Technik
Bedienelemente zum Beispiel in Form von Druckschaltern oder Drehschaltern wie z.B. in Kraftfahrzeugen oder im Bereich der weißen Ware, also im Haushaltsgerätebereich, werden vielfach aus einem Grundkörper geformt, der im Spritzgussverfahren gefertigt wird. Dieser Grundkörper kann, wenn der Kunststoff die entsprechenden Voraussetzungen bietet, mit einer metallischen Beschichtung versehen werden. Diese Beschichtung hat im Allgemeinen einen Schichtaufbau, der in der Regel zunächst eine Kupferschicht, darauf eine Nickelschicht und schließlich eine Chromschicht umfasst. Vorher wird in der Regel eine chemisch abgeschiedene Nickel- oder Kupferschicht aufgebracht, die dann anschließend verstärkt wird Die Chromschicht ist dann die sichtbare Oberfläche, die einerseits den optischen Eindruck und andererseits den haptischen Eindruck von Metall aufweist. Dennoch ist das Bedienelement aufgrund des Kunststoffgrundkörpers leicht und vielfältig gestaltbar, z.B. zur mechanischen Anpassung an elektrische Schalter, die das Bedienelement im eingebauten Zustand tragen.
Ein wesentlicher Entwicklungsschritt bei derartigen Bedienelementen bestand darin, die Oberfläche selektiv zu beschichten, so dass einzelne Bereiche des Grundkörpers nicht mit einer metallischen Oberfläche versehen wurden. Dieses selektive Beschichten ermöglicht das Ausbilden einer Symbolik auf der Oberfläche des Bedienelementes und, wenn der Grundkörper in diesem Bereich transparent ist, auch ein Durchleuchten des Bedienelementes zur besseren Erkennbarkeit im Nachtbetrieb. Solche Bedienelemente sind in Kraftfahrzeugen bekannt und werden als Drehschalter und Druckschalter eingesetzt.
Aus der DE 10 2017 125 446 A1 ist ein Bedienelement und ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt. Das Bedienelement weist einen Grundkörper aus Kunststoff mit einer Sichtseite und einer Rückseite auf. Der Grundkörper umfasst wenigstens eine galvanisierbare Kunststoffkomponente. Die Sichtseite weist eine darauf aufgebrachte galvanisch erzeugte Metallschicht auf, die einen Teil der Sichtseite abdeckt und wenigstens einen an der Sichtseite nicht galvanisierten, freigestellten Bereich begrenzt. Dabei trägt der Grundkörper in dem freigestellten Bereich wenigstens ein berührungsempfindliches Sensorelement, wobei zwischen der Sichtseite und dem Sensorelement eine Schicht der galvanisierbaren Kunststoffkomponente vorgesehen ist, die das Sensorelement an dessen Oberfläche bedeckt. Die Wirkung des berührungsempfindlichen Sensorelements ist auf den wenigstens einen nicht galvanisierten, freigestellten Bereich begrenzt.
Die DE 10 2020 105 312 A1 beschreibt ein Bedienelement und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Das Bedienelement weist eine Sichtseite und eine Rückseite und einen Grundkörper aus Kunststoff auf, der wenigstens eine galvanisierbare Kunststoffkomponente umfasst. Die Sichtseite weist eine darauf aufgebrachte galvanisch erzeugte Metallschicht auf, die zumindest einen Teil der Sichtseite bedeckt, wobei der Grundkörper an seiner Rückseite wenigstens eine berührungsempfindliche Sensoranordnung trägt. Dabei ist die Sensoranordnung u.a. eine auf Druck sensitive Sensoranordnung. Der auf den Sensor wirkende Druck wird indirekt über den Grundkörper erzeugt, so dass diese eine miteinander verbundene Einheit bilden müssen.
Bei den genannten bisherigen berührungsempfindlichen, kapazitiv arbeitenden Sensorelementen/-anordnungen kann es, wenn es sich z.B. um ein Bedienelement handelt, das sich über eine Oberfläche erstreckt, wie im Falle eines Touchpads, zu Fehlbedienungen kommen, wenn das Überstreichen der Oberfläche bis zu einem gewünschten Zielpunkt, der eine Funktion auslösen soll, bereits als Bedienung gewertet wird und eine nicht erwünschte Funktion dadurch fehlerhaft ausgelöst wird. Außerdem ist der Sensor mit einem Grundkörper des Bedienelements direkt verbunden, was bei einem Ausfall des Bedienelements oder des Sensors stets den Austausch des kompletten Bedienelements voraussetzt. Zudem muss eine elektrische Verbindung zwischen Grundkörper und einer der Fahrzeugelektronik zugeordneten Elektronik vorhanden sein. Diese Ausführungsformen führen zudem durch den rückseitig anzubringenden Sensor zu einem hohen Montageaufwand sowie zu Beschränkungen bei der designerischen Gestaltung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für ein Bedienelement, einen Sensor für ein Bedienelement und ein Bedienelement bereitzustellen, durch die Bedienintentionen erkannt und damit Fehlfunktionen beim Bedienen des Bedienelements verhindert werden.
Darstellung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei handelt es sich um ein Verfahren mit einem Sensor zur Erkennung der Bedienintention eines Bedieners an mindestens einem Bedienelement mit einem Grundkörper aus Metall und/oder aus einem galvanisierbaren Kunststoff, der mindestens auf einer Vorderseite zumindest teilweise mit einer metallischen Beschichtung versehen ist,
wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

- Anordnen zumindest eines Erreger- / Empfängerspulensystems des Sensors an einer Rückseite des Grundkörpers,
- zyklisches Einspeisen eines Erregerstroms in wenigstens eine Erregerspule, der geeignet ist, in wenigstens einer Empfängerspule in einem Ausgangszustand einen Gleichspannungsverlauf oder zumindest einen einem Gleichspannungsverlauf ähnlichen Spannungsverlauf hervorzurufen, und Detektieren einer Spannung der Empfängerspule,
- Auswerten der Spannung der Empfängerspule in einem Initiierungsmodus, in dem eine kristalline Struktur des metallischen Grundkörpers und/oder der metallischen Beschichtung vom Messsystem analysiert und gespeichert wird, wobei das Bedienelement sich ebenfalls in einem Ausgangszustand befindet und nicht bedient wird,
- Auswerten der Spannung der Empfängerspule in einem Betriebsmodus, in dem das Bedienelement bedienbar ist, wobei zu dessen Bedienung das Bedienelement zumindest an einer Position vom Bediener berührt wird und zusätzlich ein die kristalline Struktur des metallischen Grundkörpers und/oder der metallischen Beschichtung verändernder, insbesondere verformender, Druck, der unterschiedliche Druckwerte aufweisen kann, auf das Bedienelement ausgeübt wird, und dabei
- Feststellen, ob die kristalline Struktur des metallischen Grundkörpers und/oder der metallischen Beschichtung der des Ausgangszustands des Bedienelements im Nichtbedienungsfall entspricht, und Feststellen einer druckwertabhängigen Bedienintention im Bedienungsfall.

Verfahrensgemäß werden durch das Verfahren in vorteilhafter Weise Bedienintentionen erkannt und damit Fehlfunktionen beim Bedienen des Bedienelements verhindert. Gleichzeitig kann bedarfsweise auf eine elektrische Verbindung des Bedienelements zu einer der Fahrzeugelektronik zugeordneten Elektronik verzichtet werden. Dies liegt insbesondere daran, dass eine Messung der Strukturveränderung der kristallinen Struktur infolge eines Drucks getrennt von einer Annäherung mittels einer Auswertung eines unten noch näher erläuterten Kurvenverlaufes erfasst werden kann.
Zweitens wird die Aufgabe durch einen Sensor mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst, der basierend auf dem erfindungsgemäßen Verfahren funktioniert. Der Sensor für ein Bedienelement weist einem Grundkörper aus Metall und/oder aus einem galvanisierbaren Kunststoff auf, der mindestens auf einer Vorderseite zumindest teilweise mit einer metallischen Beschichtung versehen ist. Ein Erreger- / Empfängerspulensystem ist an einer Rückseite des Grundkörpers vorzugsweise nicht formschlüssig angeordnet. Ein Generatorsystem ist mit der wenigstens einen Erregerspule verbunden und geeignet, einen Erregerstrom zur Einspeisung in die wenigstens eine Erregerspule zu erzeugen, der geeignet ist, in der wenigstens eine Empfängerspule einen Gleichspannungsverlauf oder zumindest einen einem Gleichspannungsverlauf ähnlichen Spannungsverlauf, insbesondere ohne Metalleinfluss, hervorzurufen, wenn das Erreger- / Empfängerspulensystem sich in einem Ausgangszustand befindet. Ein Messsystem ist mit der wenigstens einen Empfängerspule verbunden und geeignet, eine Spannung der wenigstens einen Empfängerspule zu analysieren, wobei der Sensor geeignet ist, die Schritte des Verfahrens auszuführen. Durch die Umsetzung des Verfahrens in dem erfindungsgemäßen Sensor für ein Bedienelement werden in vorteilhafter Weise Bedienintentionen erkannt und damit Fehlfunktionen beim Bedienen des Bedienelements verhindert. Gleichzeitig kann bedarfsweise auf eine elektrische Verbindung des Bedienelements zu einer der Fahrzeugelektronik zugeordneten Elektronik verzichtet werden. Zudem können mechanische Schäden am Bedienelement erkannt und dessen Wartung erleichtert werden.
Drittens wird die Aufgabe durch ein Bedienelement mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Dabei handelt es sich um ein Bedienelement mit einem Grundkörper aus Metall und/oder aus einem galvanisierbaren Kunststoff für einen Sensor, wobei der Grundkörper mindestens auf einer Vorderseite als Bedienstelle zumindest teilweise mit einer metallischen Beschichtung versehen ist.
Im Ausgangszustand des Erreger- / Empfängerspulensystems ist dieses vorzugsweise außer ggf. vom metallischen Grundkörper und der metallischen Beschichtung nicht von weiteren metallischen Objekten beeinflusst. Dies ist allerdings nicht wesentlich, da durch eine Speicherung des Ausgangszustands solche Einflüsse berücksichtigt werden. Zugleich wird ein Ausgangszustand der kristallinen Struktur des Grundkörpers und/oder der metallischen Beschichtung analysiert und gespeichert, der es gestattet, davon abweichende Zustandsänderungen zu erkennen. Vorzugsweise lassen sich damit auch mechanische Beschädigungen des Bedienelements als Abweichung vom Ausgangszustand erkennen.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Sensor mit einem oder ohne einen Abstand zum Grundkörper angeordnet. Ein direkter Kontakt zwischen Sensor und Bedienelement ist je nach gewünschter Bauhöhe nicht nötig. Durch einen Einbau mit Abstand kann vorteilhaft eine Stoßentkopplung zwischen Bedienelement und Sensor erfolgen. Zudem können z.B. zusätzliche Trennelemente zwischen Sensor und Bedienelement vorgesehen werden.
Vorzugsweise kann die Zuverlässigkeit des Verfahrens dadurch gesteigert werden, dass vorteilhaft die kristalline Struktur und/oder Schichtstärken einzelner Schichten der metallischen Beschichtung erfasst und zur Auswertung genutzt werden. Durch die Erfassung einzelner Schichtstärken lassen sich die Fälle der Bedienung, Nicht-Bedienung und des Überstreichens vorteilhaft deutlicher unterscheiden.
In einer weiteren bevorzugten, die Sicherheit des Verfahrens vorteilhaft verbessernden Ausführungsform wird bei Feststellung eines Unterschieds der im Betriebsmodus ermittelten kristallinen Struktur von der im Initiierungsmodus gespeicherten kristallinen Struktur während einer Nichtbedienung des Bedienelements auf eine Beschädigung des Bedienelements geschlossen und eine entsprechende Meldung an ein dem Messsystem übergeordnetes System und/oder an einen Bediener ausgegeben. Damit kann bedarfsweise schneller erkannt werden, ob das System beim Einbau schadenfrei eingebaut wurde oder später z.B. bei einem Unfall beschädigt wurde, wenn mehrere Tasten eventuell nicht sichtbar verformt oder gerissen sind.
In einer anderen bevorzugten die Sicherheit des Verfahrens verbessernden Ausführungsform des Verfahrens wird im Betriebsmodus durch das Differenzieren der druckwertabhängigen Bedienintention während der Bedienung des Bedienelements darauf geschlossen, ob das Bedienelement zur Auslösung einer vorbestimmten Funktion an einer flächigen Position des Bedienelements mit einem einen vorbestimmten Druckwert erreichenden oder überschreitenden Druck gedrückt wurde, ob das Bedienelement zur Auslösung einer anderen vorbestimmten Funktion an der flächigen Position des Bedienelements mit einem den vorbestimmten Druckwert unterschreitenden Druck gedrückt wurde oder ob nur eine Annäherung wie z.B. ein leichter Druck oder, wenn eine weitere Sensorik eine Annäherung detektiert, an das Bedienelement an der flächigen Position des Bedienelements stattgefunden hat. Damit ist vorteilhaft eine gewünschte Unterscheidung zwischen einem „Suchen“ ohne Bedienung, einem „Anwählen“ mit leichtem Druck und einem „Aktivieren“ mit höheren Druck möglich.
In einer bevorzugten die Bedienung des Bedienelements erleichternden Ausführungsform des Sensors ist auf der Leiterplatte des Sensors zumindest eine LED angeordnet, die geeignet ist zur Such- und Funktionsbeleuchtung des Bedienelements. Vorteilhaft kann dies dazu genutzt werden, um bei einer Annäherung an das Bedienelement des Bedieners wie z.B. ein leichter Druck oder, wenn eine weitere Sensorik eine Annäherung an das Bedienelement detektiert, die Such- und Funktionsbeleuchtung einzuschalten.
In einer weiteren bevorzugten die Integration des Sensors erleichternden Ausführungsform des Sensors sind das auf der Leiterplatte des Sensors angeordnete Generator- und Messsystem Teil eines übergeordneten Systems oder das übergeordnete System ist zusätzlich zum Generator- und Messsystem auf der Leiterplatte angeordnet.
In einer bevorzugten die Bedienung des Bedienelements erleichternden Ausführungsform des Bedienelements weist der galvanisierbare Kunststoff des Grundkörpers transparentes, transluzentes und/oder nichttransparentes Kunststoffmaterial auf. Dies ist insbesondere bei einer Hinterleuchtung des Grundkörpers von Vorteil, wenn z.B. Linien- und/oder Symbolbereiche gezielt beleuchtet werden sollen und/oder andere Bereiche nicht beleuchtet sein sollen.
In einer bevorzugten die Eigenschaften des Bedienelements verbessernden Ausführungsform des Bedienelements weist der galvanisierbare Kunststoff des Grundkörpers des Bedienelements Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), ABS/PC-Blends, Polyamide (PA) und/oder Polycarbonat (PC) oder auch eine galvanisierbare Folie aus PC und ABS auf.
In einer anderen bevorzugten die Eigenschaften des Bedienelements verbessernden Ausführungsform des Bedienelements weist die metallischen Beschichtung einen Schichtaufbau auf, umfassend eine Kupfer- und/oder eine Nickel- und/oder eine Chromschicht
In einer zusätzlichen bevorzugten die Eigenschaften des Bedienelements verbessernden Ausführungsform des Bedienelements umschließt die metallische Beschichtung den Grundkörper vollständig. Vorteilhaft führt dies zu einer höheren Stabilität, zu einem höheren Schutz gegenüber äußeren Einflüssen und/oder zu einer besseren Anmutung.
In einer bevorzugten die Bedienung des Bedienelements erleichternden Ausführungsform des Bedienelements weist die metallische Beschichtung zumindest eine Aussparung auf, um vorteilhaft z.B. Markierungen oder Bedienhinweise auf der Bedienseite darzustellen.
In einer weiteren bevorzugten die Bedienung des Bedienelements erleichternden Ausführungsform des Bedienelements ist in die zumindest eine Aussparung ein bis zum Grundkörper reichender Linien- und/oder Symbolbereich eingelassen. Insbesondere mit einer Hinterleuchtung können die Symbole so vorteilhaft mit einer Leuchtumrandung versehen oder selbst beleuchtet sein.
In einer bevorzugten die Bedienung des Bedienelements erleichternden Ausführungsform erstreckt sich der Linien- und/oder Symbolbereich bis zu einer Höhe unterhalb oder oberhalb der Oberfläche der metallischen Beschichtung oder genau bis zu dieser. Dadurch lassen sich je nach Anforderung unterschiedliche haptische Effekte erreichen.
In einer bevorzugten die Bedienung erleichternden Ausführungsform des Bedienelements besteht der Linien- und/oder Symbolbereich aus Polycarbonat (PC). Alternativ können auch ein Druck und/oder eine Laserung von Symbolen auf einer ABS Fläche erfolgen.
Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und durch Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Schaltung eines Messsystems aus dem Stand der Technik mit integriertem Spulensystem,
2 ein Spulenpaar des Messsystems,
3 zeitliche Spannungsverläufe am ersten Operationsverstärker (Vergleicher) und an der Sendespule innerhalb des Messsystems,
4 zeitliche Spannungsverläufe an der Empfängerspule sowie des Stroms durch eine mit der Erregerspule in Reihe geschaltene Strommessstelle, repräsentiert durch die Spannung über einem Fußpunktwiderstand, innerhalb des Messsystems ohne Metalleinfluss,
5 verschiedene zeitliche Verläufe der Spannung des Ausgangssignals des Messsystems bei verschiedenen Metallarten,
6a-f verschiedene Ausführungsformen von Bedienelementen mit einem erfindungsgemäßen Sensor,
7a einen Signalverlauf des Ausgangssignals des Messystems bei vorhandener metallischer Beschichtung,
7b Signalverläufe des Ausgangssignals bei Strukturveränderung und Abstandsänderung,
8a, 8b einen Schnitt durch ein Bedienelement bei Strukturveränderung und bei Abstandsänderung durch Betätigung eines Benutzers.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Bevor die Erfindung im Detail beschrieben wird, ist darauf hinzuweisen, dass sie nicht auf die jeweiligen Bauteile der Vorrichtung sowie die jeweiligen Verfahrensschritte beschränkt ist, da diese Bauteile und Verfahren variieren können. Die hier verwendeten Begriffe sind lediglich dafür bestimmt, besondere Ausführungsformen zu beschreiben und werden nicht einschränkend verwendet. Wenn zudem in der Beschreibung oder in den Ansprüchen die Einzahl oder unbestimmte Artikel verwendet werden, bezieht sich dies auch auf die Mehrzahl dieser Elemente, solange nicht der Gesamtzusammenhang eindeutig etwas Anderes deutlich macht.
Das erfindungsgemäße Bedienelement verwendet einen Sensor, der auf einem nach dem Deep Field Analysis (DFA)-Verfahren arbeitenden Messsystem basiert, wie es in der PCT-Patentanmeldung WO 2020/025608 A1 beschrieben ist. Das nach dem DFA-Verfahren arbeitende, induktive Messsystem besteht aus einem einfachen Spulensystem, vorzugsweise einem Spulenpaar, und einer Elektronik, die im Verhältnis zu den bekannten Messverfahren für metallische Annäherung aus nur wenigen Komponenten aufgebaut ist. Weiterhin bietet dieses Verfahren ein empfindliches Messsystem für die Messung von Strukturveränderungen im metallischen Körper, wie sie bei Druck oder leichter Verformung auftreten. Im Folgenden soll einleitend darauf eingegangen werden, wie das bereits bekannte Verfahren arbeitet.
1 zeigt schematisch ein nach diesem Verfahren arbeitendes Messystem und 2 ein darin verwendetes Spulensystem mit einer Erreger- und Empfängerspule.
Das Spulensystem 1.3 des Messsystems gemäß 2 besteht aus wenigstens zwei Spulen, die vorzugsweise planparallel ausgerichtet sind. Dabei wirkt eine der beiden Spulen als Erregerspule 1.1, in die ein Erregerstrom 1.4 eingespeist wird, und die andere als Empfängerspule 1.2, an der ein Spannungsverlauf 1.5 der Empfängerspule 1.2 detektiert werden kann. Das gezeigte Spulensystem 1.3 besteht aus je einer Erregerspule 1.1. und einer Empfängerspule 1.2, es können jedoch auch mehrere Erreger- bzw. Empfängerspulen verwendet werden, insbesondere wenn mehrere Bedienelemente verwendet werden.
Im einfachsten Fall besteht das Spulensystem aus einem Wickelkörper mit zwei bifilar gewickelten Spulen. Möglich sind auch Spulensysteme, bei denen Empfängerspule 1.2 und Erregerspule 1.1 direkt nebeneinander oder auch ineinander angeordnet sind. Auch die Windungszahl von Erregerspule 1.1 und Empfängerspule 1.2 kann unterschiedlich sein. Vorzugsweise weist die Erregerspule wenige Windungen bei höherer Leiterdickenstärke auf. Da auch nur wenige Windungen (5-20) genügen, können problemlos auch gedruckte Spulen verwendet werden.
Grundsätzlich ist es aber ebenso möglich, insbesondere wenn es auf eine Temperaturunabhängigkeit nicht ankommt, mit einem Spulensystem 1.3. zu arbeiten, dass nur eine Spule umfasst, die zugleich als Erregerspule und Empfängerspule dient. Dies kann z.B. auch mit einer Wechselspannung als Erregerspannung erfolgen.
Im Gegensatz zu klassischen induktiven Messsystemen wird die Erregerspule 1.1 nicht mit einem Sinus- oder Rechtecksignal oder einem Rechteckpuls angeregt, sondern durch einen vorzugsweise von Null aus beginnenden und gleichmäßig ansteigenden Gleichstrom in Form einer Rampe, dargestellt durch den Kurvenverlauf der Erregerspannung 2.5 in 3.
Angenommen, die rampenförmige Erregerspannung 2.5 wird direkt an den Einspeiseanschluss 2.2 der Erregerspule 1.1 angelegt, so folgt auf Grund der Selbstinduktion der Strom durch die Erregerspule der Spannungskurve der Erregerspannung 2.5 nicht unmittelbar, sondern zeitversetzt. Dies wird sichtbar, wenn die Erregerspule 1.1 mit einer Strommessstelle in Reihe geschaltet ist, wie z.B. ein Fußpunktwiderstand 2.3 im Fußpunkt der Erregerspule 1.1, an dem in Folge der entstehenden Spannung 2.4 der Erregerspulenstrom gemessen wird. 3 verdeutlicht dies. Die Kurve der Erregerspannung 2.5 entspricht dem rampenförmigen Spannungsanstieg am Einspeiseanschluss 2.2, die Kurve 4.1 zeigt die daraus resultierende Spannung, gemessen als Spannungswert am Fußpunktwiderstand 2.3. (zur besseren Verdeutlichung sind die Spannungen an der Erregerspule und der Empfängerspule nicht proportional dargestellt).
Damit der Erregerstrom 1.4 exakt dem vorgegebenen Kurvenverlauf der Erregerspannung 2.5 folgt, wird diese einem nicht invertierendem Eingang 3.3 eines ersten Operationsverstärkers (Vergleicher) 3.1 zugeführt (1). Sein Ausgang speist den Einspeiseanschluss 2.2 der Erregerspule 1.1 mit einer geeigneten Erregerspannung. Grundsätzlich sind beliebige Erregerspannungen möglich, solange eine geeignete Auswertung die Erfassung des Aufbaus des Magnetfelds widerspiegelt. Weiterhin ist der invertierende Eingang an der Strommessstelle, also in 1 am Fußpunktwiderstand 2.3, angeschlossen und erhält die Spannung 2.4 des Fußpunktwiderstandes 2.3. Durch diese Maßnahme wird der Erregerstrom 1.4 aktiv geregelt und entspricht nun exakt dem Kurvenverlauf der Erregerspannung 2.5, wobei sich die vom Operationsverstärker 3.2 erzeugte Erregerspannung 4.2 bei Rampenbeginn schnell aufbaut, um die Eigeninduktivität der Erregerspule 1.1 erst zu überwinden, und dann in einem zur Erregerspannung 2.5 parallelen Bereich der Ausgangsspannung übergeht.
Damit ist die wenigstens eine Erregerspule 1.1 mit der Strommessstelle in Reihe geschaltet. Der Stromverlauf in die wenigstens eine Erregerspule 1.1 steigt während eines Messzeitintervalls kontinuierlich von einem Ausgangszustand an, der mittels einer Regelstrecke mittels des Stroms an der Strommessstelle geregelt wird. Die Erregerspule 1.1 wird mit dem rampenförmig ansteigenden Stromverlauf bestromt, wodurch ein mit dem rampenförmig ansteigenden Stromverlauf anwachsendes Magnetfeld mit einem zeitlich anwachsenden Wirkbereich als Magnetfeldrampe erzeugt wird, das bei Vorhandensein eines metallischen Objekts im Wirkbereich des Magnetfelds mit dem ansteigenden Stromverlauf dynamisch zunehmend während des Messzeitintervalls in das metallische Objekt eindringt, und wodurch Energie auf das metallische Objekt übertragen wird. Vorzugsweise ist dadurch ein in der Erregerspule 1.1 fließender Strom während des Messzeitintervalls durch das metallische Objekt modulierbar. Strommessstellen an anderer Stelle sind ebenfalls möglich, sofern sie mit der Erregerspule vorzugsweise in Reihe geschaltet sind.
Damit sind Mittel zur Erzeugung eines rampenförmigen Spannungssignals der Erregerspannung 2.5 als Vorgabe für einen rampenförmigen Strom durch die Erregerspule 1.1 vorgesehen. Die beschriebene Regeleinrichtung regelt den Strom an der Strommessstelle, im Ausführungsbeispiel am Fußpunkt der Erregerspule 1.1 so, dass ein rampenförmiger Erregerstrom 1.4 entsteht, der durch ein metallisches Objekt 1.6 moduliert wird und sich in der Veränderung der Erregerspannung auswirkt.
Vorzugsweise regelt die Regeleinrichtung den Strom am Fußpunkt der Erregerspule 1.1 so, dass ein stetig steigender Erregerstrom 1.4 im Fußpunktwiderstand entsteht, wobei die Einwirkung des metallischen Objekts 1.6 während des rampenförmigen Anstiegs des Erregerstroms 1.4 die Höhe der Erregerspannung ändert. Insbesondere beruht diese Einwirkung auf der Art des Metalls des metallischen Objekts 1.6, worauf weiter unten noch näher eingegangen wird. Betrachtet man den Einfluss der Regeleinrichtung in 3 genau, so zeigt sich, dass die Mittel zur Erzeugung eines rampenförmigen Spannungssignals der Erregerspannung 2.5 zu Beginn des rampenförmigem Anstiegs zunächst einen gegenüber dem rampenförmigen Anstieg steilen Anstieg 4.2 der Erregerspannung erzeugen.
Die am Einspeiseanschluss 2.2 dadurch entstehende Spannung 3.2 steigt vorzugsweise bei Rampenbeginn zuerst stark an, um dann in den linearen Bereich überzugehen und der Vorgabe des Kurvenverlaufes der Erregerspannung 2.5 zu folgen. Dadurch folgt die Spannung am Fußpunktwiderstand 2.3 in einer bevorzugten Ausführungsform genau dem Kurvenverlauf der vorgegebenen Erregerspannung 2.5. Der Spannungsanstieg 4.2 wirkt der Eigeninduktivität der Erregerspule 1.1 entgegen und führt so zu einem linearen Anstieg des Spulenstromes. Dies führt zu einem allmählichen Aufbau des Magnetfelds, das in das metallische Objekt 1.6 eindringt.
Diesem Messprinzip liegt der Gedanke zugrunde, dass in einer Reihenschaltung immer der gleiche Strom durch die Erregerspule fließt, die in Abhängigkeit des in die wenigstens eine Erregerspule, insbesondere bei mehreren Bedienelementen auch mehreren Erregerspulen, fließenden rampenförmigen Stroms ein rampenförmig anwachsendes Magnetfeld im Sinne einer „Magnetfeldrampe“ generiert. Gelangt ein metallisches Objekt in den Einflussbereich bzw. Wirkbereich dieser Magnetfeldrampe wird Energie auf das metallische Objekt übertragen. Da aber eine Magnetfeldrampe vorhanden ist, dringt das Magnetfeld mit zunehmender Eindringtiefe dynamisch in das metallische Objekt ein. Wird der in der Reihenschaltung vorhandene Strom gemessen und auf den rampenförmigen Strom geregelt, kann der dafür erforderliche Spannungsverlauf als Messkurve zur Erkennung des metallischen Objekts verwendet werden. Durch das dynamische Eindringen des Magnetfelds enthält diese Messkurve aber auch Informationen über Aufbau, Struktur und Beschaffenheit des metallischen Objekts.
Durch diese Maßnahme sind aber auch Temperatureinflüsse auf das Spulensystem ausgeschlossen, die sich ja in einer Änderung des Ohm'schen Wicklungswiderstandes und somit der Induktivität bzw. Güte der Spule niederschlagen würde, da der Erregerstrom 1.4 direkt der vorgegebenen Spannungskurve der Erregerspannung 2.5 folgt. Dies gilt auch, wenn der Kurvenverlauf der Erregerspannung 2.5 nicht linear gewählt wird und/oder wenn er bewusst verändert wird, um z.B. eine Metallausblendung zu erreichen. Da der geregelte Strom durch die Erregerspule 1.1 das Magnetfeld bestimmt, ist dieses durch oben beschriebene Maßnahme bei Temperatureinfluss durch Veränderung des Spulenwiderstandes nicht mehr temperaturabhängig.
Auch können Empfängerspule 1.2 und Erregerspule 1.1 einen gemeinsamen Ferritkern, vorzugsweise einen einseitig geschlossenen Schalenkern verwenden.
Wird die Erregerspule 1.1 mit einem rampenförmigen Strom 6.2 versorgt, wie er sich an der Strommessstelle wie z.B. am Fußpunktwiderstand 2.3 infolge der vorgegebenen Erregerspannung 2.5 ergibt, bildet sich in der Empfängerspule 1.2 ein reiner Gleichspannungsverlauf 6.1 gemäß 4 für die Zeit des Rampenanstieges aus. Da sich zeitliche Veränderungen eines Gleichspannungspegels besonders leicht detektieren lassen, bietet dieses Messverfahren deutliche Vorzüge gegenüber herkömmlichen Messverfahren z.B. mit sinusförmiger Anregung. Die Veränderung dieser Gleichspannung im Zeitbereich bei Metallannäherung oder bei Veränderung eines Grundkörpers der galvanisierten Kunststoffschicht infolge der Einwirkung äußerer Kräfte kann dann ausgewertet werden. Eine vollständige Temperaturunempfindlichkeit wird erreicht, wenn in der Empfängerspule 1.2 kein Strom fließt. Das bedeutet, dass, wenn das eine Ende der Empfängerspule 1.2 an GND gelegt wird, am anderen Ende lediglich sehr hochohmig die entstehende Spannung abgegriffen wird.
Vorzugsweise sollte der Eingangswiderstand der nachfolgenden Schaltung im Mega-Ohm Bereich liegen. Dadurch wird gewährleistet, dass kein nennenswerter Strom in der Empfängerspule 1.2 fließt und daher eine temperaturbedingte Widerstandsänderung in der Empfängerwicklung keinen Einfluss ausüben kann.
Vervollständigt wird das Messsystem nach 1 durch einen Taktgenerator 5.1, der einen Starttakt, z.B. alle 100 ms, für einen die Rampe erzeugenden Rampengenerator 5.2 liefert.
Mit jedem Starttakt startet der Rampengenerator 5.2 und liefert das z.B. 10 µs lange Rampensignal als Erregerspannung an den ersten Operationsverstärker (Vergleicher) 3.1, der dafür sorgt, dass durch die Erregerspule 1.1 ein Strom gemäß der Erregerspannung fließt. Die Messung wird somit periodisch, z.B. alle 100 ms, wiederholt, wobei das Spulensystem 1.3 eine magnetisch induzierte Wechselwirkung auf ein metallisches Objekt 1.6 ausübt.
Schaltungen, die ein rampenförmiges Signal erzeugen, sind dem Fachmann bekannt, so dass hier nicht näher darauf eingegangen wird.
Dem ersten Operationsverstärker (Vergleicher) 3.1 können auch Leistungstransistoren nachgeschaltet sein, um einen hohen Rampenstrom zu erzeugen. Weiterhin kann der als Spannungsfolger (Impedanzwandler) geschaltete zweite Operationsverstärker 5.3 auch als Verstärker beschaltet werden. Allerdings kann bei geeignetem Rampenstrom und angepasster Windungszahl die auswertbare Spannung an der Empfängerspule einige Volt betragen, sodass keine weitere Verstärkung notwendig ist und diese Spannung bzw. Spannungskurve direkt dem A/D Wandler eines Microcontrollers zur Auswertung zugeführt werden. Die Auswertung der Ausgangsspannung des zweiten Operationsverstärkers (Impedanzwandlers) 5.3 kann z.B. mittels eines Signalprozessors oder Microcontrollers als Messsystem 5.5 erfolgen.
Die Ansteuerung und Auswertung des Erreger- und des Empfangssignals kann auch unter Verwendung eines Microcontrollers durchgeführt werden. In diesem Fall gestaltet sich das Messsystem besonders einfach, da im Wesentlichen nur ein hochohmiger Eingang eines A/D-Wandlers oder ein als Impedanzwandler geschalteter Operationsverstärker, und eine Stromregelung z.B. mittels einem Fußpunktwiderstand als Strommessstelle benötigt wird und im Weiteren das Spulensystem als gedruckte Spule ausgeführt wird, um ein temperaturstabiles und preiswertes Messverfahren zu ermöglichen. Alle Signaleingänge und -ausgänge können über entsprechende analoge oder digitale Eingänge des Microcontrollers realisiert werden.
Die nachfolgenden Kurvenverläufe gemäß 5 wurden in der Praxis mit folgender Schaltungsvariante ermittelt: Erregerspule 1.1 und Empfängerspule 1.2 je 10 Windungen, bifilar gedruckt, D=10 mm. Der maximale Strom am Ende der Rampe betrug 50 mA. Die Spannung des Gleichspannungsverlaufs 6.1 an der Empfängerspule 1.2 hatte ohne Metalleinfluss einen Wert von 1 ,8 V pp. Die Rampenlänge betrug 5 µs. Der Abstand 1.7 (2) des Spulensystems zur Metalloberfläche des metallischen Objekts 1.6 betrug 1,5 mm.
Bei Metalleinfluss auf das Spulensystem 1.3 des Messsystems verändert sich der Amplitudenverlauf des Ausgangssignals 5.4, also gemäß der in 4 dargestellten Kurve 6.1. Während er ohne Metalleinfluss streng linear ist und den Charakter einer Gleichspannung aufweist, weicht er je nach Metallart oder Zusammensetzung verschiedener Metalle an vorgegebenen Stellen von der dargestellten Kurve ab.
5 verdeutlicht dies. Die Kurve des Gleichspannungsverlaufs 6.1 zeigt das Ausgangssignal 5.4 ohne Metalleinfluss. Abweichungen des Wertes hin zu höheren Spannungen zeigen ferromagnetische Materialien an. Para- bzw. diamagnetische Stoffe verändern die Spannung der Kurve hin zu niedrigeren Werten.
Die wesentlichen Informationen über ferromagnetische Stoffe stecken also im Wesentlichen in der Höhe der Spannung des Ausgangssignals 5.4 bei tiefen Frequenzen, also am Ende der Kurve, und etwas schwächer in dem Anstieg des Signals und dem weiteren Verlauf der Kurve. Para- bzw. diamagnetische Stoffe zeigen ihre magnetische Wechselwirkung besonders im Bereich hoher Frequenzanteile, also im Bereich des Signalanstieges, während sie sich im Bereich tiefer Frequenzen dem Wert der Kurve des Gleichspannungsverlaufs 6.1 annähern. Die oberhalb der Kurve dargestellten Kurven repräsentieren mit zunehmendem Abstand von der Kurve eine identische ferromagnetische Metallart, jeweils mit einer dickeren Stärke. Die unterhalb der Kurve dargestellten Kurven repräsentieren mit zunehmendem Abstand von der Kurve eine identische para- bzw. diamagnetische Metallart, jeweils mit einer dickeren Stärke.
Das Ausgangssignal 5.4 ähnelt ohne Metalleinfluss während des Rampenanstiegs im Wesentlichen einer Gleichspannung. Mit Metalleinfluss, so wie es die Anordnung als Taste vorgibt, entsteht eine Kurve. Diese wird gespeichert und gilt als Wert für die nicht „gedrückte“ Taste. Durch Druck auf diesen bzw. Kontakt zu diesem Bereich erfolgt eine minimale Strukturänderung des Metalls, die jedoch gemäß 7b eine große Änderung im Kurvenverlauf der Empfangsamplitude hervorruft.
Die Form der Rampe und damit auch eine durch ein umgebendes Metall veränderte Form der Rampe ist modifizierbar, um umgebende Metalle auszublenden. Die bei einem spezifischen Metall oder Metallmix entstehenden Kurven können z.B. in einer Datenbank abgespeichert werden und im Vergleich mit den abgespeicherten Kurven kann dann das zu analysierende Material auf Schäden, falsche Bearbeitung oder Lage untersucht werden.
Im Übrigen können z.B. durch Fourier-Analyse des Ausgangssignals 5.4 z.B. drei beliebig übereinander angeordnete Beschichtungslagen von Metallen (z.B. Nickel, Kupfer, Chrom, usw.) hinsichtlich ihrer Reihenfolge sowie die gesamte Beschichtungsstärke als auch die einzelnen Beschichtungslagenstärken ermittelt werden.
Wie eingangs erwähnt, werden die bei Bedienelementen verwendeten Kunststoffe, wie z.B. Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), PC/ABS-Blends, Polyamid (PA) oder Polycarbonat (PC), mit einer metallischen Beschichtung versehen, die im Allgemeinen einen Schichtaufbau aufweist, der zunächst eine Kupferschicht, darauf eine Nickelschicht und schließlich eine Chromschicht umfasst. Nickel weist dabei ferromagnetische Eigenschaften, Kupfer diamagnetische Eigenschaften und Chrom, abhängig von z.B. der Temperatur, antiferromagnetische oder paramagnetische Eigenschaften auf. Diese Eigenschaften können in dem Verfahren genutzt werden, um die verwendeten Metalle, deren Zustand und/oder deren Schichtstärke zu analysieren. Insbesondere ändert sich der Spannungshaushalt der Materialien bei Bedienung durch einen Benutzer.
Gleichzeitig können mit diesem Messverfahren natürlich auch Materialien auf spezifische Veränderungen ihrer kristallinen Struktur durch Stress (Stauchung, Dehnung) untersucht werden bzw. Haarrisse oder Materialfehler detektiert werden.
Konkret werden diese Eigenschaften des Messverfahrens in der vorliegenden Erfindung genutzt, um einen Druck auf ein bzw. Kontakt zu einem Bedienelement zu erkennen, der nach Intention des Bedieners unterschiedlich sein kann. Beispielsweise wird der Druck eher gering sein, wenn der Bediener den Finger nur über das Bedienelement bewegt. Hingegen wird der Druck größer sein, wenn er an einer bestimmten Position eine Funktion auswählen möchte. Zusätzlich kann mit dem Messverfahren aber auch erkannt werden, ob das Bedienelement einen mechanischen Schaden aufweist.
Bei einem ersten Teil der Erfindung handelt es sich um ein Verfahren mit einem Sensor 40 zur Erkennung der Bedienintention eines Bedieners an mindestens einem Bedienelement 100 mit einem Grundkörper 55 aus Metall und/oder aus einem galvanisierbaren Kunststoff, wie sie beispielhaft in den 6a-6f dargestellt sind, der mindestens auf einer Vorderseite zumindest teilweise mit einer metallischen Beschichtung 10 versehen ist, die folgenden Schritte umfassend:

- Anordnen zumindest eines Erreger- / Empfängerspulensystems 1.3 des Sensors 40 an einer Rückseite des Grundkörpers 55,
- zyklisches Einspeisen eines Erregerstroms 1.4 in wenigstens eine Erregerspule 1.1, der geeignet ist, in wenigstens einer Empfängerspule 1.2 in einem Ausgangszustand einen Gleichspannungsverlauf 6.1 oder zumindest einen einem Gleichspannungsverlauf ähnlichen Spannungsverlauf hervorzurufen, und Detektieren einer Spannung eines Spannungsverlaufs 1.5 der Empfängerspule 1.2,
- Auswerten der Spannung des Spannungsverlaufs 1.5 der Empfängerspule 1.2 in einem Initiierungsmodus, in dem eine kristalline Struktur des metallischen Grundkörpers 55 und/oder der metallischen Beschichtung 10 vom Messsystem 5.5 analysiert und gespeichert wird, wobei das Bedienelement 100 sich ebenfalls in einem Ausgangszustand befindet und nicht bedient wird,
- Auswerten der Spannung des Spannungsverlaufs 1.5 der Empfängerspule 1.2 in einem Betriebsmodus, in dem das Bedienelement 100 bedienbar ist, wobei zu dessen Bedienung das Bedienelement 100 zumindest an einer Position vom Bediener berührt wird und zusätzlich ein die kristalline Struktur des metallischen Grundkörpers 55 und/oder der metallischen Beschichtung 10 verändernder, insbesondere verformender, Druck, der unterschiedliche Druckwerte aufweisen kann, auf das Bedienelement 100 ausgeübt wird, und dabei
- Feststellen, ob die kristalline Struktur des metallischen Grundkörpers 55 und/oder der metallischen Beschichtung 10 der des Ausgangszustands des Bedienelements 100 im Nichtbedienungsfall entspricht, und Feststellen einer druckwertabhängigen Bedienintention im Bedienungsfall.

Durch die Umsetzung des DFA-Verfahrens in dem erfindungsgemäßen Verfahren für ein Bedienelement 100 werden in vorteilhafter Weise Fehlfunktionen beim Bedienen des Bedienelements 100 verhindert, mechanische Schäden am Bedienelement 100 erkannt und dessen Wartung erleichtert. Dabei ist es völlig unerheblich, ob der Grundkörper 55 aus Metall und/oder aus einem galvanisierbaren Kunststoff besteht. Auch ist es unerheblich, ob ein Druck direkt auf den metallischen Grundkörper 55 oder auf die metallische Beschichtung ausgeübt wird. Bei einem Grundkörper 55 aus Metall kann eine Bedienung auch an einer flächigen Position des Bedienelements 100 erfolgen, an der keine metallische Beschichtung aufgetragen wurde, sondern z.B. eine Kunststoffschicht. In diesem Fall wird ein Druck auf die Kunststoffschicht an den metallischen Grundkörper übertragen. In jedem Fall ist das Verfahren in der Lage eine Veränderung in der kristallinen Struktur des metallischen Grundkörpers und/oder der metallischen Beschichtung zu analysieren.
In einer ersten vorteilhaft die Wartung des Bedienelements 100 erleichternden Ausführungsform des Verfahrens kann der Sensor 40 vorzugsweise mit einem oder ohne einen Abstand zum Grundkörper angeordnet sein. Ein direkter Kontakt zwischen Sensor 40 und Bedienelement 100 ist je nach Bauhöhe möglich, aber nicht nötig. Durch den Einbau mit einem Abstand werden z.B. Beschädigungen durch mechanische Stöße auf das Bedienelement 100 vom Sensor 40 entkoppelt. Auch ist es dadurch möglich, z.B. ein zusätzliches Trennelement zwischen Sensor 40 und Bedienelement 100 zu platzieren, um ihn z.B. vor Verschmutzung zu schützen.
Um vorteilhaft die Sicherheit des Verfahrens zu verbessern, kann bei Feststellung eines Unterschieds der im Betriebsmodus ermittelten kristallinen Struktur von der im Initiierungsmodus gespeicherten kristallinen Struktur, während einer Nichtbedienung des Bedienelements 100, in bevorzugter Weise auf eine Beschädigung des Bedienelements 100 geschlossen werden. Darauf basierend kann eine entsprechende Meldung an ein dem Messsystem 5.5 übergeordnetes System und/oder an einen Bediener ausgegeben werden. Damit können z.B. Haarrisse, sonstige mechanische Beschädigungen oder auch Temperaturänderungen am Bedienelement erkannt werden. In Zeiten, in denen keine Bedienung stattfindet, wird dazu die kristalline Struktur des metallischen Grundkörpers 55 und/oder der metallischen Beschichtung 10 analysiert und mit den gespeicherten Werten der kristallinen Struktur des metallischen Grundkörpers 55 und/oder der metallischen Beschichtung 10 verglichen, die sich ursprünglich in einem intakten Ausgangszustand befand. Beschädigungen, die z.B. durch die Benutzung des Bedienelements 100 entstanden sind, können so sicher erkannt und an das übergeordnete System und/oder den Bediener gemeldet werden.
Das Messsystem als solches ist temperaturunabhängig. Das Bedienelement 100 und das Schichtsystem der Beschichtung sind dies aber nicht. Entsprechend wird sich das initiale Signal durchaus mit der Temperatur z.B. beim Aufheizen eines Fahrzeugs ändern. Dies kann durch einen Kalibrierzyklus im „nicht bedienten Zustand“ alle x-Sekunden berücksichtigt werden.
Vorzugsweise ist der Sensor lösbar mit dem Bedienelement verbunden. Dadurch wird vorteilhaft z.B. ein problemloser Austausch des Bedienelements 100 während einer Wartung des Geräts ermöglicht, in dem das Bedienelement 100 verbaut ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Sensor vorzugsweise lösbar mit dem Bedienelement verbunden ist.
Vorzugsweise kann im Betriebsmodus durch das das Differenzieren der druckwertabhängigen Bedienintention während der Bedienung des Bedienelements 100 auf einen der folgenden Bedienintentionen geschlossen werden, nämlich ob das Bedienelement 100 zur Auslösung einer vorbestimmten Funktion an einer flächigen Position des Bedienelements 100 mit einem einen vorbestimmten Druckwert erreichenden oder überschreitenden Druck gedrückt wurde oder ob das Bedienelement 100 zur Auslösung einer anderen vorbestimmten Funktion an der flächigen Position des Bedienelements 100 mit einem den vorbestimmten Druckwert unterschreitenden Druck gedrückt wurde oder ob nur eine Annäherung an das Bedienelement 100 wie z.B. ein leichter Druck oder, wenn eine weitere Sensorik eine Annäherung an das Bedienelement 100 detektiert, an der flächigen Position des Bedienelements 100 stattgefunden hat.
Mittels eines vorbestimmten Druckwerts kann eindeutig unterschieden werden, welche Intention der Bediener des Bedienelements 100 während der Bedienung an einer ganz bestimmten flächigen Position des Bedienelements verfolgt. Ein leichter Druck unterhalb des vorbestimmten Druckwerts während z.B. ein Finger oder ein Stift über das Bedienelement 100 geführt wird, kann z.B. auf das Verändern einer Lautstärke oder einer Helligkeit hindeuten. Ein stärkerer Druck mit mindestens dem vorbestimmten Druckwert kann hingegen eine Ein- / Ausschaltfunktion bedeuten. Damit ist vorteilhaft eine gewünschte Unterscheidung zwischen einem „Suchen“ ohne Bedienung, einem „Anwählen“ mit leichtem Druck und einem „Aktivieren“ mit höheren Druck möglich.
Die unterschiedlichen Druckwerte und deren flächigen Positionen auf dem Bedienelement 100 werden von dem Verfahren analysiert und an ein übergeordnetes System weitergegeben, welches sie in konkrete Aktionen umsetzt. Über die Feststellung eines Druckwerts kann z.B. auf die Annäherung eines Bedieners ohne einen Druck auf das Bedienelement geschlossen werden. Dies könnte z.B. dazu verwendet werden, eine Hilfsbeleuchtung zur Bedienung des Bedienelements einzuschalten. Durch diese Schritte kann vorteilhaft die Sicherheit des Verfahrens verbessert werden.
Als flächige Position kommen beliebige geometrische Bedienbereiche in Betracht, die sowohl punktartige als auch linienartige Bedienbereiche (Slider), aber auch andere geometrische Formen von Bedienbereichen umfassen können.
Bei einem zweiten Teil der Erfindung handelt es sich um einen Sensor 40 für ein Bedienelement 100 (6a-6f) mit einem Grundkörper 55 aus Metall und/oder aus einem galvanisierbaren Kunststoff, der mindestens auf einer Vorderseite zumindest teilweise mit einer metallischen Beschichtung 10 versehen ist. Ein derartiger Sensor muss nicht zwingend aus nur einer Spulenanordnung bestehen. Er kann auch mehrere Spulenanordnungen umfassen.
Ebenso kann ein derartiger Sensor beliebige geometrische Bedienbereiche abdecken, die sowohl punktartige als auch linienartige Bedienbereiche (Slider), aber auch andere geometrische Formen von Bedienbereichen umfassen können.
Vorgesehen ist zumindest ein vorzugsweise auf einer Leiterplatte 45 angeordnetes Erreger-/ Empfängerspulensystem 1.3, das vorzugsweise lösbar an einer Rückseite des Grundkörpers 55 angeordnet ist. Ein Generatorsystem ist mit der Erregerspule 1.1 verbunden und geeignet, einen Erregerstrom 1.4 zur Einspeisung in die Erregerspule 1.1 zu erzeugen, der geeignet ist, in der Empfängerspule 1.2 einen Gleichspannungsverlauf 6.1 oder zumindest einen einem Gleichspannungsverlauf ähnlichen Spannungsverlauf hervorzurufen, wenn das Erreger- / Empfängerspulensystem 1.3 sich in einem Ausgangszustand befindet. Vorzugsweise wird das Erreger- / Empfängerspulensystem 1.3 im Ausgangszustand beeinflusst, wenngleich der Grundkörper 55 oder der galvanisierbare Kunstsoff im Ausgangszustand auch vorhanden sein können. Ein Messsystem 5.5 ist mit der Empfängerspule1.1 verbunden und geeignet, eine Spannung eines Spannungsverlaufs 1.5 der Empfängerspule 1.2 zu analysieren, wobei das Generatorsystem und das Messsystem 5.5 entweder auf der Leiterplatte 45 oder entfernt davon angeordnet sein können, und wobei der Sensor 40 geeignet ist, die Schritte des oben erläuterten Verfahrens auszuführen.
Durch die Umsetzung des DFA-Verfahrens in dem erfindungsgemäßen Sensor 40 für ein Bedienelement 100 werden in vorteilhafter Weise Bedienintentionen erkannt und damit Fehlfunktionen beim Bedienen des Bedienelements 100 verhindert. Zudem können mechanische Schäden am Bedienelement 100 erkannt und dessen Wartung erleichtert werden. Dabei ist es völlig unerheblich, ob der Grundkörper 55 aus Metall und/oder aus einem galvanisierbaren Kunststoff besteht. Auch ist es unerheblich, ob eine Bedienung und/oder ein Druck direkt auf den metallischen Grundkörper 55 und/oder auf die metallische Beschichtung 10 ausgeübt wird. In jedem Fall wird eine Veränderung der kristallinen Struktur analysiert.
Der Sensor kann z.B. wie in 1 dargestellt aufgebaut sein. In diesem Fall würde das Generatorsystem aus dem Taktgenerator 5.1, dem Rampengenerator 5.2, dem ersten Operationsverstärker (Vergleicher) 3.1 und dem Fußpunktwiderstand 2.3 als Strommessstelle bestehen. Der zweite Operationsverstärker (Impedanzwandler) 5.3 ist optional und kann auch im Messsystem 5.5 integriert sein.
Auf der Leiterplatte 45 des Sensors 40 kann in einem vorteilhaft die Bedienung des Bedienelements 100 erleichternden Ausführungsbeispiel zumindest eine LED angeordnet sein, die geeignet ist zur Such- und Funktionsbeleuchtung des Bedienelements 100. Dies kann z.B. in Verbindung mit der Feststellung einer Druckänderung des metallischen Grundkörpers 55 und/oder der metallischen Beschichtung 10 genutzt werden, um bei einer Annäherung an das Bedienelement des Bedieners wie z.B. ein leichter Druck oder, wenn eine weitere Sensorik eine Annäherung detektiert, die Such- und Funktionsbeleuchtung einzuschalten.
In einer weiteren die Integration des Sensors 40 vorteilhaft erleichternden Ausführungsform des Sensors 40 kann das auf der Leiterplatte 45 des Sensors 40 angeordnete Generator- und Messsystem 5.5 Teil eines übergeordneten Systems sein oder das übergeordnete System kann zusätzlich zum Generator- und Messsystem 5.5 auf der Leiterplatte angeordnet sein. Der erste Fall kann z.B. bei komplexeren Systemen / größeren Geräten oder Maschinen, wie z.B. in einem KFZ von Vorteil sein, während der zweite Fall vorzugsweise in weniger komplexen System / kleineren Geräten oder Maschinen Verwendung findet.
Bei einem dritten Teil der Erfindung handelt es sich um ein Bedienelement 100 mit einem Grundkörper 55 aus Metall und/oder einem galvanisierbaren Kunststoff, der mindestens auf einer Vorderseite zumindest teilweise mit einer metallischen Beschichtung 10 versehen ist, für einen Sensor 40. Die 6a-6f zeigen solche Bedienelemente 100.
Wie in 6a-6f dargestellt, ist der Sensor 40 z.B. auf der Leiterplatte 45 und auf einem Gehäuse- / Trägerteil 50 und beabstandet hinter dem Grundkörper 55 aus Kunststoff angeordnet. Er könnte aber auch direkt am Grundkörper 55 anliegen. Bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen des Bedienelements 100 ist es möglich, Linien- und/oder Symbolbereiche mittels einer optionalen Anlasslaserung direkt auf der metallischen Oberfläche aufzubringen.
Vorzugsweise weist der galvanisierbare Kunststoff des Grundkörpers 55 transparentes, transluzentes und/oder nichttransparentes Kunststoffmaterial auf, das bedarfsweise zweckgebunden verwendet wird. Dies ist insbesondere bei einer Hinterleuchtung des Grundkörpers 55 von Vorteil, wenn z.B. Linien- und/oder Symbolbereiche auf dem Bedienelement 100 gezielt beleuchtet werden sollen und/oder andere Bereiche nicht beleuchtet sein sollen. In diesem Fall kann z.B. eine Beleuchtung auf der Leiterplatte 45 angeordnet sein.
Bevorzugterweise umfasst der galvanisierbare Kunststoff des Grundkörpers 55 des Bedienelements 100 Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), ABS/PC-Blends, Polyamid (PA) und/oder Polycarbonat (PC) oder auch eine galvanisierbare Folie aus PC und ABS. ABS-Kunststoffe sind in der Regel nichttransparent, aber transluzent, während PC-Kunststoffe in der Regel transparent verwendbar sind.
In einer anderen vorteilhaft die Eigenschaften des Bedienelements 100 verbessernden Ausführungsform weist die metallischen Beschichtung 10 einen Schichtaufbau auf, umfassend eine Kupfer- und/oder eine Nickel- und/oder eine Chromschicht. Die Chromschicht ist dann die sichtbare Oberfläche, die einerseits den optischen Eindruck und andererseits den haptischen Eindruck von Metall aufweist. Dennoch ist das Bedienelement 100 aufgrund des Kunststoffgrundkörpers leicht und vielfältig gestaltbar, z.B. zur mechanischen Anpassung an elektrische Schalter, die das Bedienelement 100 im eingebauten Zustand tragen.
Bedarfsweise kann die metallische Beschichtung 10 den Grundkörper 55 vollständig umschließen. Dies kann nützlich sein, wenn z.B. eine höhere Stabilität des Grundkörpers 55 aus Kunststoff oder ein höheres Maß an Schutz gegenüber äußeren Einflüssen benötigt wird.
Grundsätzlich kann zur erleichterten Bedienung die metallische Beschichtung 10 zumindest eine Aussparung 70 aufweisen. Dies kann genutzt werden, um z.B. Linien- und/oder Symbolbereiche auf der Bedienseite darzustellen.
Vorzugsweise ist in die zumindest eine Aussparung 70 ein bis zum Grundkörper 55 reichender Linien- und/oder Symbolbereich eingelassen. Insbesondere mit einer Hinterleuchtung des Grundkörpers 55, wenn dieser z.B. aus transparentem Kunststoff, wie z.B. PC besteht, können die Symbole mit einer Leuchtumrandung versehen sein oder, wenn die Linien- und/oder Symbolbereiche aus transparentem Kunststoff bestehen, können diese damit selbst beleuchtet sein.
Der Linien- und/oder Symbolbereich kann beliebig gestaltet werden. Er kann sich bis zu einer Höhe unterhalb oder oberhalb der Oberfläche der metallischen Beschichtung 10 oder genau bis zu dieser erstrecken. Dies kann genutzt werden, um besonders gewünschte haptische Effekte zu erzielen, die eine intuitive Erkennung des jeweiligen Bedienelements 100 ermöglichen.
In einer letzten vorteilhaft die Bedienung des Bedienelements 100 erleichternden Ausführungsform des Bedienelements 100 besteht der Linien- und/oder Symbolbereich aus Polycarbonat (PC). Dies kann, wie bereits erwähnt, dazu genutzt werden, um Linien- und/oder Symbolbereiche direkt zu beleuchten.
6a-6f zeigen verschiedene Varianten des Bedienelements 100. In 6a ist z.B. ein Grundkörper 55 aus einer ABS-Komponente 20 dargestellt, der von einer metallischen Beschichtung 10 vollständig umgeben ist. Anstelle des Grundkörpers 55 aus der ABS-Komponente 20 könnte aber auch ein metallischer Grundkörper 55 verwendet werden. Es könnte in diesem Fall sogar gänzlich auf die metallische Beschichtung 10 verzichtet werden.
In 6b besteht der Grundkörper 55 aus einer PC-Komponente 30 über der eine ABS-Komponente 20 angeordnet ist, die von der metallischen Beschichtung zumindest teilweise überdeckt werden.
In 6c ist zusätzlich ein Bereich der metallischen Beschichtung 10 frei gelasert worden, um ggf. in der dadurch geschaffenen Aussparung 70 einen vorproduzierten Linien- und/oder Symbolbereich anzuordnen.
In 6d hingegen ist der Linien- und/oder Symbolbereich direkt als PC-Komponente 80 durchgespritzt worden. Diese kann transparent oder transluzent sein.
Die 6e weist einen Grundkörper 55 aus einer PC-Komponente 30 mit einer darüber angeordneten ABS- / PC-Folie 25 auf, die eine metallische Beschichtung 10 trägt, die diese teilweise umgibt. Auch hier wurde ein Bereich der metallischen Beschichtung 10 frei gelasert, um eine Aussparung 70 für einen Linien- und/oder Symbolbereich zu schaffen.
In 6f hingegen weist die metallische Beschichtung keine Aussparung 70 auf, jedoch ist es auch hier möglich, Linien- und/oder Symbolbereiche mittels einer optionalen Anlasslaserung direkt auf der metallischen Oberfläche aufzubringen.
7a zeigt ein Beispiel für das Ausgangssignal 7.2, wenn sich eine metallische Beschichtung 10 vor dem Spulensystem 1.3 und dem Sensor 40 befindet. Zur besseren Orientierung sind in 7 nochmal der Spannungsverlauf 6.1 am Ausgang der Empfängerspule ohne Metalleinfluss und die zugehörige Verlauf 6.2 der Spannung am Fußpunktwiderstand 2.3 resultierend von einem rampenförmigen Strom, d.h. die Rampenvorgabe dargestellt.
Zum Verständnis und zur besseren Darstellung der Unterschiede zwischen allgemeiner Metallannäherung und einer Strukturveränderung im Metall wurde in 7b das bei Metalleinfluss sich ergebende Ausgangssignal 7.2 am Ausgang der Empfängerspule 1.2 zu einer Geraden 7.4 verrechnet.
Bei einer Strukturveränderung, wie sie durch Materialstress entsteht, verändert sich die Gerade 7.4 zur Kurve 7.6 in der Art, dass im Wesentlichen sich nur die Signalanteile bei Rampenbeginn verändern, in diesem Fall z.B. nur in der ersten µs. Die Strukturveränderung im Metall, also der Materialstress kann z.B. durch punktuellen Druck entstehen, wie es in 8a dargestellt ist. Die „Eindellung“ unter der Fingerkuppe 8.2 ist weder sicht- noch fühlbar und trotzdem ist die Signalveränderung von der Gerade 7.4 zur Kurve 7.6 deutlich messbar.
Nähert sich jedoch die metallisierte Oberfläche mit metallischer Beschichtung 10 Bedienbereich 90 ganz allgemein, so wie es in 8b dargestellt, verändert sich die Gerade 7.4 zum Signalverlauf 7.5.
Somit ist eine allgemeine Abstandsänderung von einer punktuellen Strukturveränderung klar unterscheidbar. Dies ist wichtig, wenn die metallisierte Oberfläche nicht mit dem Grundkörper 55 und dem Spulensystem fest verbunden ist und Abstandsänderungen z.B. durch Fertigungstoleranzen oder Temperatureinflüsse zu befürchten sind.
Die Größe der Veränderung von der Geraden 7.4 hin zur Kurve 7.6 ist vom jeweiligen Fingerdruck abhängig und über eine entsprechende Softwareauswertung können verschiedene Aktionen bei verschiedenem Druck ausgelöst werden.
Bezugszeichenliste

1.1: Erregerspule
1.2: Empfängerspule
1.3: Spulensystem
1.4: Erregerstrom durch die Erregerspule
1.5: detektierbare Empfängerspulenspannungsverlauf
1.6: metallisches Objekt
1.7: Abstand Spulensystem zum metallischen Objekt
2.2: Einspeiseanschluss der Erregerspule
2.3: Fußpunktwiderstand
2.4: Spannung am Fußpunktwiderstand
2.5: rampenförmige Erregerspannung am Ausgang des Rampengenerators
3.1: erster Operationsverstärker (Vergleicher)
3.2: Ausgangsspannung von 3.1
3.3: nicht invertierender Eingang von 3.1
4.1: resultierender Strom an 2.2, gemessen als Spannungsverlauf an 2.3
4.2: vom Operationsverstärker (Vergleicher) erzeugter Erregerspannungsverlauf
5.1: Taktgenerator
5.2: Rampengenerator
5.3: zweiter Operationsverstärker (Impedanzwandler)
5.4: Ausgangsspannung von 5.3
5.5: Messsystem
6.1: Spannungsverlauf am Ausgang der Empfängerspule bzw. von 5.3
6.2: Verlauf der Spannung an 2.3 resultierend von einem rampenförmigen Strom
7.2: Ausgangssignal
7.4: Gerade
7.5: Signalverlauf
7.6: Kurve
8.2: Fingerkuppe
10: metallische Beschichtung
20: ABS-Bauteil
25: ABS- / PC-Folie
30: PC-Bauteil
40: Sensor
45: Leiterplatte
50: Gehäuse- / Trägerteil
55: Grundkörper
60: Optionale Anlasslaserung
70: Aussparung für Linien- / Symbolbereich
80: Linien- / Symbolbereich aus PC-durchgespritzt
90: Bedienbereich
100: Bedienelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102017125446 A1 [0006]
DE 102020105312 A1 [0007]
WO 2020025608 A1 [0033]

Claims

Verfahren mit einem Sensor (40) zur Erkennung der Bedienintention eines Bedieners an mindestens einem Bedienelement (100) mit einem dem Bediener zugewandten Grundkörper (55) aus Metall und/oder aus einem galvanisierbaren Kunststoff, der mindestens auf einer Vorderseite zumindest teilweise mit einer metallischen Beschichtung (10) versehen ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Anordnen zumindest eines Erreger- / Empfängerspulensystems (1.3) des Sensors (40) an einer Rückseite des Grundkörpers (55), - zyklisches Einspeisen eines Erregerstroms (1.4) in wenigstens eine Erregerspule (1.1), der geeignet ist, in wenigstens einer Empfängerspule (1.2) in einem Ausgangszustand einen Gleichspannungsverlauf (6.1) oder zumindest einen einem Gleichspannungsverlauf ähnlichen Spannungsverlauf hervorzurufen, und Detektieren einer Spannung eines Spannungsverlaufes (1.5) der Empfängerspule (1.2), - Auswerten der Spannung des Spannungsverlaufes (1.5) der Empfängerspule (1.2) in einem Initiierungsmodus, in dem eine kristalline Struktur des metallischen Grundkörpers (55) und/oder der metallischen Beschichtung (10) vom Messsystem (5.5) analysiert und gespeichert wird, wobei das Bedienelement (100) sich ebenfalls in einem Ausgangszustand befindet und nicht bedient wird, - Auswerten der Spannung des Spannungsverlaufes (1.5) der Empfängerspule (1.2) in einem Betriebsmodus, in dem das Bedienelement (100) bedienbar ist, wobei zu dessen Bedienung das Bedienelement (100) zumindest an einer Position vom Bediener berührt wird und zusätzlich ein die kristalline Struktur des metallischen Grundkörpers (55) und/oder der metallischen Beschichtung (10) verändernder, insbesondere verformender, Druck, der unterschiedliche Druckwerte aufweisen kann, auf das Bedienelement (100) ausgeübt wird, und dabei - Feststellen, ob die kristalline Struktur des metallischen Grundkörpers (55) und/oder der metallischen Beschichtung (10) der des Ausgangszustands des Bedienelements (100) im Nichtbedienungsfall entspricht, und Feststellen einer druckwertabhängigen Bedienintention im Bedienungsfall.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei im Erreger- / Empfängerspulensystem (1.3) des Sensors (40) die Erregerspule (1.1) getrennt von der Empfängerspule (1.2) angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Erreger- / Empfängerspulensystem (1.3) des Sensors (40) lösbar an einer Rückseite des Grundkörpers (55) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (40) mit einem oder ohne einen Abstand zum Grundkörper (55) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die kristalline Struktur und/oder Schichtstärken einzelner Schichten der metallischen Beschichtung (10) erfasst und zur Auswertung genutzt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei Feststellung eines Unterschieds der im Betriebsmodus ermittelten kristallinen Struktur von der im Initiierungsmodus gespeicherten kristallinen Struktur, während einer Nichtbedienung des Bedienelements (100), auf eine Beschädigung des Bedienelements (100) und/oder eine Temperaturänderung geschlossen wird und eine entsprechende Meldung an ein dem Messsystem (5.5) übergeordnetes System und/oder an den Bediener ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Betriebsmodus durch das Differenzieren der druckwertabhängigen Bedienintention während der Bedienung des Bedienelements (100) auf wenigstens eine der folgenden Bedienintentionen geschlossen wird, nämlich ob das Bedienelement (100) zur Auslösung einer vorbestimmten Funktion an einer flächigen Position des Bedienelements (100) mit einem einen vorbestimmten Druckwert erreichenden oder überschreitenden Druck gedrückt wurde oder ob das Bedienelement (100) zur Auslösung einer anderen vorbestimmten Funktion an der flächigen Position des Bedienelements (100) mit einem den vorbestimmten Druckwert unterschreitenden Druck gedrückt wurde oder ob nur eine Annäherung, die gegebenenfalls von einer weiteren Sensorik detektiert wird, an das Bedienelement (100) an der flächigen Position des Bedienelements (100) stattgefunden hat.
Sensor (40) für ein Bedienelement (100) mit einem Grundkörper (55)aus Metall und/oder aus einem galvanisierbaren Kunststoff, wobei der Grundkörper (55) mindestens auf einer Vorderseite zumindest teilweise mit einer metallischen Beschichtung (10) versehen ist, umfassend - zumindest ein Erreger- / Empfängerspulensystem (1.3), das an einer Rückseite des Grundkörpers (55) angeordnet ist, - ein Generatorsystem, das mit wenigstens einer Erregerspule (1.1) verbunden ist und geeignet ist, einen Erregerstrom (1.4) zur Einspeisung in die wenigstens eine Erregerspule (1.1) zu erzeugen, der geeignet ist, in der wenigstens einen Empfängerspule (1.2) einen Gleichspannungsverlauf (6.1) oder zumindest einen einem Gleichspannungsverlauf ähnlichen Spannungsverlauf hervorzurufen, wenn das Erreger- / Empfängerspulensystem (1.3) sich in einem Ausgangszustand befindet, - ein Messsystem (5.5), mit der wenigstens einen Empfängerspule (1.2) verbunden ist und geeignet ist, eine Spannung eines Spannungsverlaufs (1.5) der wenigstens einen Empfängerspule (1.2) zu analysieren, wobei der Sensor (40) geeignet ist, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.
Sensor (40) nach Anspruch 8, wobei im Erreger- / Empfängerspulensystem (1.3) eine Erregerspule (1.1) und eine Empfängerspule (1.2) vorgesehen sind.
Sensor (40) nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Erreger- / Empfängerspulensystem (1.3) des Sensors (40) lösbar an einer Rückseite des Grundkörpers (55) angeordnet ist.
Sensor (40) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei auf der Leiterplatte (45) des Sensors (40) zumindest eine LED angeordnet ist, die geeignet ist zur Such- und Funktionsbeleuchtung des Bedienelements (100).
Sensor (40) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das auf einer Leiterplatte (45) des Sensors (40) angeordnete Generator- und Messsystem (5.5) Teil eines übergeordneten Systems ist oder das übergeordnete System zusätzlich zum Generator- und Messsystem (5.5) auf der Leiterplatte angeordnet ist.
Bedienelement (100) mit einem Grundkörper (55) aus Metall und/oder aus einem galvanisierbaren Kunststoff, der mindestens auf einer Vorderseite zumindest teilweise mit einer metallischen Beschichtung (10) versehen ist, für einen Sensor (40) nach einem der Ansprüche 7 bis 11.
Bedienelement (100) nach Anspruch 13, wobei der galvanisierbare Kunststoff des Grundkörpers (55) Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), ABS/PC-Blends, Polyamide (PA) und/oder Polycarbonat (PC) oder auch eine galvanisierbare Folie aus PC und ABS aufweist.
Bedienelement (100) nach Anspruch 13 oder 14, wobei die metallische Beschichtung (10) einen Schichtaufbau aufweist, umfassend eine Kupfer- und/oder eine Nickel- und/oder eine Chromschicht.
Bedienelement (100) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die metallische Beschichtung (10) den Grundkörper (55) vollständig umschließt.
Bedienelement (100) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die metallische Beschichtung (10) zumindest eine Aussparung (70) aufweist, wobei vorzugsweise in die zumindest eine Aussparung (70) ein bis zum Grundkörper (55) reichender Linien- und/oder Symbolbereich eingelassen ist.
Bedienelement (100) nach Anspruch 17, wobei der Linien- und/oder Symbolbereich sich bis zu einer Höhe unterhalb oder oberhalb der Oberfläche der metallischen Beschichtung (10) oder genau bis zu dieser erstreckt.